[发明专利]一种用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质及其制备方法，水基润滑介质由添加剂和水按照比例混合制成，将聚二甲基硅氧烷和二氧化硅纳米颗粒以固定的比例混合搅拌，升温至100‑140℃下持续搅拌一段时间，得到混合液；在混合液中加入乳化剂，降温至80‑95℃，搅拌直至得到乳白色液体，即为添加剂；将添加剂与水按照固定比例混合，得到水基润滑介质。聚二甲基硅氧烷和纳米二氧化硅颗粒有一定的疏水性，可以抑制水基润滑介质中气泡的生成，也可以消除气泡，保护轴和轴承不被空蚀。本发明利用聚二甲基硅氧烷和二氧化硅的高粘度和疏水性，提升水润滑轴承的摩擦性能，延长轴和轴承的使用寿命，降低运营成本，提升内河船舶推进系统的可靠性。

技术领域

本发明属于润滑介质领域，具体涉及一种用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质及其制备方法，用于提升闭式水润滑轴承摩擦性能，延长轴和轴承的使用寿命的水基润滑介质。

背景技术

随着船舶工业的发展，大吨位高性能的船舶数量越来越多，行业内对船舶推进系统在各工况下的工作性能也有更高的要求。轴承作为船舶推进系统的重要部件，直接决定了船舶工作的可靠性。在船舶推进系统的工作中，轴承与轴之间的润滑状态十分重要。传统的轴承润滑方式为封闭式油润滑，由于许多内河船常年失修并且设计简陋，经常出现润滑油泄漏的现象。据统计，仅单艘油润滑内河船一年的润滑油泄漏量就有3～6公斤，由于江河流域的船只数量较多，漏油量巨大，对江河水质造成了不可估量的污染。

近几年，人们的环保意识逐渐增强，轴承的润滑介质由润滑油转变为水。由于水作为润滑剂污染较小，开放式水润滑轴承逐渐投入使用。开放式水润滑轴承的工作原理为：将轴承和尾轴直接浸泡在航行水域中，航行水域中的水直接进入摩擦副充当润滑介质。但是，开放式水润滑轴承并不适合在泥沙含量高的水域中使用，由于我国内河水域普遍泥沙含量大，泥沙进入摩擦副会严重破坏摩擦副表面，导致摩擦副失效。所以，闭式水润滑轴承更适合内河船。

然而，由于水的粘度较低，润滑水难以形成良好稳定的润滑膜，这导致水润滑轴承在低速重载的工况下耐磨性较差。闭式水润滑轴承的工作原理为：通过水泵将润滑水抽入轴和轴承接触的封闭空间内，通过循环水润滑摩擦副。由于循环水高速流动，轴承和轴之间的水流存在一定的压力差，当局部区域的压力突然下降至与该区域液体温度相应的汽化压力以下时，部分液体汽化，溶于液体中的气体逸出形成液流中的气泡。气泡接触轴和轴承时会突然破裂，导致周围的压力剧增，冲击轴和轴承表面。在水润滑轴承长期的工作周期中，大量气泡的破裂对轴和轴承进行反复冲击，从而引起表面材料的疲劳破损甚至表面剥蚀，这就是船用设备经常发生的空蚀现象。长期的空蚀会使设备材料脱落，损坏轴和轴承，减少使用寿命。所以，提供一种适用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质，在封闭空间内提升水润滑轴承摩擦性能，缓解水润滑轴承空蚀现象的水基润滑介质十分重要。

发明内容

本发明创造的目的在于：提供一种适用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质组分设计方法，阻绝航行水域中泥沙进入摩擦副，同时降低轴承磨损、缓解空蚀现象、延长轴承和轴的寿命。适用于在泥沙水域航行内河船的推进系统。

为实现上述目的，本发明创造采取的技术方案为：

一种用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质，其特征在于：由添加剂和水按照质量比为1:200-1000的比例混合制成，所述添加剂包括消泡剂、二氧化硅纳米颗粒和乳化剂。

优选的，所述消泡剂为有机硅类、聚醚类、聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂中任意一种。

优选的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。

优选的，所述添加剂中，消泡剂和二氧化硅纳米颗粒以质量比5-10:1。

优选的，所述乳化剂阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂和非离子型乳化剂中的任意一种。

本发明还提供一种用于船舶闭式水润滑推进系统的水基润滑介质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：